ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные положения теории экструзии из "Технология экструзии пластмасс" Экструдер представляет собой комбинацию шнекового транспортера и компрессора. В отношении транспортера, это можно представить себе как вывинчивание шнека обратно из массы материала. Поскольку сам по себе шнек не перемещается, то двигается материал и проталкивается к выходу. Пластмасса обладает высокой вязкостью и при течении по каналам шнека оказывает значительное сопротивление, для преодоления которого, т. е. для приведения шнека во вращение, требуется затратить определенную мощность. [c.253] Таким образом, шнек сжимает гранулы и выталкивает воздух обратно к загрузочному отверстию, в то время как масса материала продвигается вперед вдоль шнека. [c.253] ЮТСЯ и размягчаются за счет тепла, поступающего от нагревателей, и тепла, образовавшегося за счет механической работы. В этой зоне шнек имеет постоянные размеры винтового канала не меняется ни его шаг, ни глубина нарезки. Длина этой зоны составляет от О до 75% всей длины шнека. Большая длина принимается при переработке кристаллических полимеров, для расплавления которых требуются большие количества тепла, а меньшая — для аморфных полимеров, таких, например, как пластифицированный поливинилхлорид, сжатие которого может быть осуществлено сразу же при поступлении в экструдер. [c.254] Для других, более жестких полимеров требуется период нагревания , который обеспечивается за счет более длинной зоны питания, т. е. размягчение происходит до сжатия. [c.254] В зоне сжатия осуществляется превращение размягченных гранул в однородный расплав. Сжатие происходит за счет уменьшения размеров винтового канала. Тепло, необходимое для расплавления, образуется за счет превращения механической работы сил трения, а также поступает от нагревателей цилиндра. Длина этой зоны обычно составляет около 50% всей длины шнека, но может составлять и 100% (для пластифицированных композиций поливинилхлорида) и 5% (для найлона, сжатие которого происходит за один виток, так как материалы такого типа плавятся в узком температурном интервале). [c.254] Зона выдавливания, так же как и зона питания, имеет постоянную (но меньшую) глубину винтового канала. В этой зоне происходит пластикация материала и образуется расплав, однородный по структуре и температуре. Здесь проявляются большие деформации сдвига. Постоянное поперечное сечение зоны выдавливания дает возможность сглаживать любые неравномерности в скорости течения расплава, возникающие в других зонах шнека. Эта зона действует как насос постоянного объема. [c.254] Это уравнение показывает, что большему давлению соответствует меньшая производительность. Влияние давления находится в зависимости от конструкции шнека. Так, мелкие каналы в меньшей степени влияют на изменение давления, потому что зазор между поверхностью цилиндра и шнеком небольшой, за счет чего обеспечивается поступательное перемещение материала. Кроме того, глубина канала очень чувствительна к давлению и не может быть использована в тех случаях, когда давление часто меняется или всегда высокое. Эти выводы иллюстрируются фиг. 11.1. [c.256] За последние годы это движение, а также вопросы течения расплава в винтовом канале подробно рассмотрены в ряде работ, приведенных в библиографии (раздел Теоретические основы экструзии ) в конце книги. [c.257] Конструкция шнека должна учитывать множество факторов длину цилиндра, предполагаемую стабильность и вязкость полимера, желаемую степень смешения, требуемую производительность, мощность привода, диаметр цилиндра, размеры и форму загрузочной воронки. [c.257] Минимальный внутренний диаметр шнека должен быть рассчитан в соответствии с номинальным крутящим моментом. [c.257] До СИХ пор принято сравнивать шнеки по степени сжатия (по отношению объемов винтового канала на участке в один шаг в зонах питания и выдавливания или приблизительно по отношению глубин каналов в начале и конце шнека), хотя правильнее было бы сравнивать их по абсолютным значениям глубины канала в зонах питания и выдавливания. Действительно, два шнека могут иметь одинаковую степень сжатия и совершенно разные рабочие показатели. [c.258] Б зоне питания Ширина витка. . [c.258] Несмотря на то что универсального шнека для всех материалов не существует, можно один и тот же шнек использовать для переработки нескольких термопластичных материалов. Так, шнек для полиэтилена низкой плотности (таблица) можно использовать для переработки ударопрочного полистирола, пластицированного поливинилхлорида и полиэтилена высокой плотности этот шнек сейчас известен как шнек общего назначения. [c.258] В качестве масштабного фактора может быть принято, что сопротивление течению изменяется приблизительно как куб глубины канала. [c.259] Таким образом, глубина канала в зоне выдавливания второго шнека должна быть выбрана с учетом всех этих замечаний, а также из расчета обеспечения необходимого давления (обычно 175 кг см . Затем выбирается глубина канала зоны выдавливания первого шнека (обычно она составляет /з глубины канала зоны выдавливания второго шнека). Например, для шнека диаметром 114,3 мм эти величины соответственно составляют 3,7 и 2,5 мм. При отношении LID = 24 1 длина первого шнека составляет 16 , а второго, включая зону отсоса, 8D. [c.260] В последнее время дегазирующие двухстадийные шнеки стали оснащаться клапаном давления, который устанавливается перед зоной отсоса и дает возможность регулировать течение расплава из первого шнека. Это позволяет свободнее выбирать конструкции шнека и использовать головки на высокое давление, но при этом требуется дополнительный контроль в процессе работы. [c.260] Конструкция шнеков двухшнековых машин более сложна, и ее рассмотрение выходит за рамки данной книги. Некоторые фирмы применяют сборные шнеки, имеющие взаимозаменяемые сегменты, что позволяет из одних и тех же элементов получать шнеки разной конструкции. [c.260] Двухшнековый экструдер работает как насос, подающий расплав к головке при относительно низких давлениях. [c.260] В зоне сопряжения шнеков материал подвергается воздействию, аналогичному переработке на вальцах. Принудительное перемещение позволяет продвигать очень вязкий расплав по узким каналам при относительно низком давлении. Эти шнеки имеют меньший шаг по сравнению со шнеками одношнековых машин. В двухшнековых машинах можно перерабатывать такие чувствительные к перегреву материалы, как поливинилхлорид, при более низких температурах, несмотря на их высокую вязкость при этих температурах. Материал может проходить через двухшнековый экструдер при более низком общем сдвиге в минуту, что приводит к меньшему нагреву и частичному устранению разложения. [c.261] В одних двухшнековых экструдерах шнеки вращаются в одном нанравлении, в других — в противоположных направлениях. [c.261] Вернуться к основной статье